Tavuk çiftliği atıklarının pirolizinden biyokömür üretiminin optimizasyonu ve uygulama alanlarının araştırılması

Ülkemizde bol miktarda bulunan tavuk çiftliği atıkları piroliz yöntemi ile akışkan ve sabit yatak reaktörde, uygulama potansiyeli olan katı ürüne dönüştürülmüştür. Çalışmanın ilk aşamasında, tavuk çiftliği atıklarının (TÇA) termogravimetrik analizi farklı ısıtma hızlarında (5, 10, 15, 20 ºC/dk), inert azot atmosferinde gerçekleştirilmiş ve piroliz kinetiği incelenmiştir. Dağılımlı Aktivasyon Enerjisi Modeli (DAEM) kullanılarak piroliz aktivasyon enerjileri (E) ve frekans faktörü (ko) değerleri belirlenmiştir. Ham tavuk çiftliği atığının karakterizasyonu için Kısmi ve Elementel FTIR, TGA-FTIR ve EDS gibi analiz teknikleri kullanılmıştır. Çalışmaların ikinci aşamasında akışkan ve sabit yatak reaktör sistemleri kullanılarak tavuk çiftliği atıklarının her iki reaktördeki optimum piroliz koşullarını belirlemek amacıyla Merkez Kompozit Tasarımına (MKT) dayalı Yanıt Yüzey Yöntemi (YYY) kullanılmıştır. Bu amaçla öncelikle akışkan ve sabit yatak reaktör sistemlerinde tavuk çiftliği atıklarının pirolizi gerçekleştirilmiş olup, reaksiyon sıcaklığı (°C), ısıtma hızı (5–20 °C/dk) ve reaksiyon süresinin (30-120 dk) elde edilen biyokömürlerin yüzey alanı üzerine etkisi araştırılmıştır. Akışkan yatak reaktörde optimum koşul 400°C reaksiyon sıcaklığı, 5 °C/dk ısıtma hızı ve 110 dk reaksiyon süresi olarak belirlenmiştir. Sabit yatak reaktörde optimum koşul ise 440°C reaksiyon sıcaklığı, 6 °C/dk ısıtma hızı ve 115 dk reaksiyon süresi olarak belirlenmiştir. Çalışmanın son aşamasında ise, akışkan ve sabit yatak rektörlerde optimum koşullar altında üretilen biyokömür ürünleri sırasıyla asit ve baz ile aktifleştirilmiştir. Ham ve aktifleştirilmiş biyokömür ürünlerini karakterize etmek için FTIR, EDS ve BET analizi gibi teknikler kullanılmıştır. Ham ve aktifleştirilmiş biyokömür ürünleri karakterize edildikten sonra farklı uygulama alanları (enerji dönüşümü ve gaz emisyon uygulamaları, CO2 tutma kapasitelerinin belirlenmesi ve boyar madde gideriminin incelenmesi) araştırılmıştır.